KR20240058685A - 마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체 및 그 제어방법 - Google Patents

마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체 및 그 제어방법 Download PDF

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이석원
정선영
백순호
김광윤
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제1하우징 홀이 형성된 제1하우징, 상기 제1하우징과 결합되고, 제2하우징 홀 및 어댑터가 형성된 제2하우징, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되고, 메인기어 및 상기 메인기어의 회전에 따라 회전하는 서브기어를 포함하는 기어부, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되어 인쇄회로기판을 포함하도록 구성된 기판부, 상기 메인기어의 적어도 일부에 교호적으로 배치된 제1극 및 제2극을 포함하는 메인기어 마그넷, 상기 서브기어의 적어도 일부에 배치된 서브기어 마그넷, 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제1메인센서, 및 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 서브기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 서브센서를 포함하는 센서 조립체를 제공할 수 있다.

Description

마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체 및 그 제어방법{STEERING ANGLE SENSOR ASSEMBLY INCLUDING MAGNET GEAR AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명의 다양한 실시예들은 마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로는, 마그넷이 부착된 메인기어와 메인기어에 맞물려서 돌아가는 서브기어를 포함하는 마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 최근 차종에서는 전동식 파워 스티어링(MDPS; Motor Drive Power Steering) 시스템이 적용되고 있다. 이러한 전동식 파워 스티어링(MDPS) 시스템은 엔진의 회전에 의해 오일의 흐름을 이용한 것이 아니라 모터의 회전을 이용하여 쉽게 핸들을 회전시킬 수 있는 시스템이며, 엔진의 부하를 저감시키므로 연비 향상에 탁월한 효과를 나타내고 있다.
상기 MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일 교환이 필요 없다는 장점이 있으며, 차량 조향 시 운전자가 스티어링 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 한다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해 감지하고, 이 신호를 MDPS 시스템이 받아서 현재 자동차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다.
이러한 MDPS 시스템은 토크 센서가 필수적으로 사용하며, 종래 기술에서는 조향축과 연결되어 회전하는 메인기어와 메인기어와 맞물려서 회전하는 2개의 서브기어를 포함하는 구조를 사용하여 부피가 크고 부품수가 많다는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2021-0084722호(2021.07.08. 공개, 차량용 제어 시스템)에 발명되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 부품수를 감소시켜 부피가 줄어든 MDPS 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제1하우징 홀이 형성된 제1하우징, 상기 제1하우징과 결합되고, 제2하우징 홀 및 어댑터가 형성된 제2하우징, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되고, 메인기어 및 상기 메인기어의 회전에 따라 회전하는 서브기어를 포함하는 기어부, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되어 인쇄회로기판을 포함하도록 구성된 기판부, 상기 메인기어의 적어도 일부에 교호적으로 배치된 제1극 및 제2극을 포함하는 메인기어 마그넷, 상기 서브기어의 적어도 일부에 배치된 서브기어 마그넷, 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제1메인센서, 및 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 서브기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 서브센서를 포함하는 센서 조립체를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1메인센서는 상기 인쇄회로기판 일 면에 배치되고, 상기 서브센서는 상기 인쇄회로기판의 타 면에 배치되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1메인센서와 상기 서브센서는 상기 인쇄회로기판의 동일한 면에 배치되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1메인센서는 제1-1센싱부 및 제1-2센싱부를 포함하고, 상기 서브센서는 제1서브센싱부 및 제2서브센싱부를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판에 연결된 어댑터 연결핀을 더 포함하고, 상기 어댑터 연결핀은 상기 어댑터에 수용되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 서브기어 마그넷의 자력방향은 상기 서브기어의 회전축에 수직하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 메인기어는 메인기어 톱니를 포함하고, 상기 서브기어는 상기 메인기어 톱니에 맞물리는 서브기어 톱니를 포함하고, 상기 메인기어 톱니의 개수는 상기 서브기어 톱니의 개수와 다르게 구성될 수 있다.
또한, 상기 메인기어 톱니의 개수는 상기 서브기어 톱니의 개수보다 많도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제2메인센서를 더 포함하고, 상기 제1메인센서와 상기 제2메인센서는 상기 인쇄회로기판의 서로 다른 면에 배치되도록 구성되고, 상기 제2메인센서는 제2-1센싱부 및 제2-2센싱부를 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제1메인센서 및 상기 서브센서로부터 신호를 수신하여, 상기 메인기어의 회전각을 연산하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제1하우징 홀이 형성된 제1하우징, 상기 제1하우징과 결합되고, 제2하우징 홀 및 어댑터가 형성된 제2하우징, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되고, 메인기어 및 상기 메인기어의 회전에 따라 회전하는 서브기어를 포함하는 기어부, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되어 인쇄회로기판을 포함하도록 구성된 기판부, 상기 메인기어의 적어도 일부에 교호적으로 배치된 제1극 및 제2극을 포함하는 메인기어 마그넷, 상기 서브기어의 적어도 일부에 배치된 서브기어 마그넷, 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제1메인센서, 및 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 서브기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 서브센서를 포함하는 센서 조립체 및 상기 제1메인센서 및 상기 서브센서로부터 신호를 수신하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제1메인센서로부터 신호를 수신하고 상기 서브센서로부터 신호를 수신하는 신호 수신 공정, 및 상기 제1메인센서로부터 수신된 신호 및 상기 서브센서로부터 수신된 신호를 연산하여 상기 메인기어의 회전각을 연산하는 신호 연산 공정을 포함하는 센서 조립체를 제어하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1메인센서는 제1-1센싱부 및 제1-2센싱부를 포함하고, 상기 서브센서는 제1서브센싱부 및 제2서브센싱부를 포함하고, 상기 신호 수신 공정은, 상기 제1-1센싱부 또는 상기 제1-2센싱부로부터 신호를 수신하는 동작 및 상기 제1서브센싱부 또는 상기 제2서브센싱부로부터 신호를 수신하는 동작을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 센서 조립체는 제2메인센서를 더 포함하도록 구성되고, 상기 신호 수신 공정은, 상기 제2메인센서로부터 신호를 수신하는 동작을 더 포함하고, 상기 신호 연산 공정은, 제2메인센서로부터 수신된 신호를 포함하여 상기 메인기어의 회전각을 연산하는 동작을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 마그넷 기어를 포함하는 조향각 센서 조립체는 실장된 부품수를 감소시켜 부피가 감소되며, 제조비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 센서에 2개의 감지부품이 포함되어 하나의 감지부품이 작동하지 않더라도 다른 하나의 감지부품이 마그넷을 감지하여 조향 관련된 안전성이 보장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 센서 조립체에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 센서 조립체에 대한 분해사시도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체의 일부에 대한 분해사시도이고, 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체의 일부를 다른 방향으로 바라본 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체에 대한 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 센서 조립체에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 센서 조립체(1)는 제1하우징(10), 제2하우징(20), 기어부(30) 및 기판부(40)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2하우징(20)의 형상은 제1하우징(10)의 형상에 대응되도록 구성될 수 있다. 제1하우징(10) 및 제2하우징(20)은 서로 결합되도록 구성되어 제1하우징(10) 및 제2하우징(20)으로 둘러싸인 공간을 형성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1하우징(10) 및 제2하우징(20)은 서로 끼움 결합되도록 구성될 수 있다. 제1하우징(10)의 적어도 일부에는 제1하우징 홀(11)이 형성되도록 구성될 수 있다. 제2하우징(20)의 적어도 일부에는 제2하우징 홀(22)이 형성되도록 구성될 수 있다. 기어부(30)의 적어도 일부의 형상은 제1하우징 홀(11)의 형상 및/또는 제2하우징 홀(22)의 형상에 대응되도록 구성될 수 있다. 제1하우징 홀(11)의 형상 및/또는 제2하우징 홀(22)의 형상은 원형으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2하우징(20)은 어댑터(21)를 포함하도록 구성될 수 있다. 어댑터(21)는 제2하우징(20)의 적어도 일부(예: -Y축 방향 단부)에 형성되어, 기판부(예: 도 2의 기판부(40))의 적어도 일부가 수용되도록 구성될 수 있다. 어댑터(21)에 기판부(40)의 어댑터 연결핀(예: 도 3a의 어댑터 연결핀(430))이 수용되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기어부(30)의 적어도 일부는 제1하우징 홀(11) 및/또는 제2하우징 홀(22)에 배치될 수 있다. 기어부(30)는 제1하우징 홀(110 및/또는 제2하우징 홀(22)을 통해 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 기어부(30)의 적어도 일부는 제1하우징(10) 및/또는 제2하우징(20)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 기어부(30)의 적어도 일부는 스티어링 회전축(미도시)과 결합되어, 스티어링 회전축(미도시)의 회전에 따라 회전되도록 구성될 수 있다. 스티어링 회전축(미도시)은 제1하우징 홀(11) 및/또는 제2하우징 홀(22)을 관통하도록 배치될 수 있다. 스티어링 회전축(미도시)은 기어부(30)의 적어도 일부를 관통하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 센서 조립체에 대한 분해사시도이다.
도 1에 도시된 센서 조립체(1), 제1하우징(10), 제1하우징 홀(11), 제2하우징(20), 어댑터(21), 및 기어부(30)는 도 2에 도시된 센서 조립체(1), 제1하우징(10), 제1하우징 홀(11), 제2하우징(20), 어댑터(21), 및 기어부(30)와 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서, 동일한 구성에 대한 설명은 생략될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1하우징(10) 및 제2하우징(20) 사이에 기어부(30) 및 기판부(40)가 배치되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기어부(30)는 메인기어(31) 및 서브기어(32)를 포함할 수 있다. 메인기어(31)는 제1하우징 홀(11)의 형상 및/또는 제2하우징 홀(22)의 형상에 대응되도록 구성되어, 제1하우징(10) 및/또는 제2하우징(20)에 수용되도록 구성될 수 있다. 메인기어(31)는 제1하우징(10) 및/또는 제2하우징(20)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 메인기어(31)에 메인기어 홀(310)이 형성되도록 구성될 수 있다. 스티어링 회전축(미도시)은 메인기어 홀(310)를 관통하여 메인기어(31)와 결합하도록 구성될 수 있고, 스티어링 회전축(미도시)의 회전에 따라 메인기어(31)가 회전하도록 구성될 수 있다. 메인기어(31)는 대략 원통 형상으로 구성될 수 있다. 메인기어(31)의 적어도 일부에 메인기어 외주면(311) 및 메인기어 톱니(312)가 형성되도록 구성될 수 있다. 메인기어(31)의 적어도 일부에 메인기어 마그넷(313)이 배치될 수 있다. 메인기어 마그넷(313)은 메인기어 홀(310)에 인접하게 배치될 수 있다. 메인기어 마그넷(313)은 메인기어(31)의 외주를 따라 배치될 수 있다. 메인기어 마그넷(313)은 메인기어(31)의 외주를 따라 극이 교차하도록 배치될 수 있다. 메인기어(31)를 일 측에서 바라볼 때, 메인기어(31)의 회전에 따라 메인기어 마그넷(313)의 극이 교차하도록 구성됨에 따라, 메인기어 마그넷(313)에 의한 자력 세기 및 방향이 변할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 서브기어(32)는 제1하우징(10) 및/또는 제2하우징(20)에 수용되도록 구성될 수 있다. 서브기어(32)의 적어도 일부에 서브기어 톱니(321) 및 서브기어 외주면(323)이 형성되도록 구성될 수 있다. 서브기어 톱니(321)는 메인기어 톱니(312)와 맞물리도록 구성되어, 메인기어(31)의 회전에 따라 서브기어(32)가 회전하도록 구성될 수 있다. 서브기어(32)의 적어도 일부(예: +Z축 방향)에 서브기어 마그넷(322)이 배치되도록 구성될 수 있다. 서브기어 마그넷(322)이 서브기어(32)에 배치됨에 따라, 서브기어(32)의 회전에 따라 서브기어 마그넷(322)도 회전하도록 구성될 수 있다. 메인기어 톱니(312)의 개수와 서브기어 톱니(321)의 개수는 같거나 다르게 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메인기어 톱니(312)의 개수는 서브기어 톱니(3210의 개수보다 많도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 메인기어(31)와 서브기어(32)의 회전비율이 다르게 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기판부(40)는 인쇄회로기판(410), 인쇄회로기판(410)과 연결된 어댑터 연결핀(430), 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(410)은 제1하우징(10) 및 제2하우징(20) 사이에 배치될 수 있다. 인쇄회로기판(410)의 적어도 일부에 오목부(420)가 형성될 수 있다. 오목부(420)의 형상은 메인기어(31)의 형상의 적어도 일부와 대응되도록 구성될 수 있다. 인쇄회로기판(410)의 적어도 일부(예: -Z축 방향 단부) 어댑터 연결핀(430)이 배치될 수 있다. 어댑터 연결핀(430)은 센서 조립체(1)의 외부에 배치된 전자장비와 통신하기 위한 구성일 수 있다. 어댑터 연결핀(430)은 어댑터(21)에 수용되도록 구성될 수 있다. 인쇄회로기판(410)의 적어도 일부에는 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)가 배치될 수 있다. 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)는 메인기어(31)에 배치된 메인기어 마그넷(313) 및/또는 서브기어(32)에 배치된 서브기어 마그넷(322)의 자력을 감지하는 센서로 구성될 수 있다. 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)는 메인기어(31) 및 서브기어(32)의 회전에 따라 메인기어 마그넷(313)의 자력 변화 및/또는 서브기어 마그넷(322)의 자력 변화를 감지할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체의 일부에 대한 분해사시도이고, 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체의 일부를 다른 방향으로 바라본 분해사시도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 기어부(30), 메인기어(31), 메인기어 홀(310), 메인기어 외주면(311), 메인기어 톱니(312), 메인기어 마그넷(313), 서브기어(32), 서브기어 톱니(321), 서브기어 마그넷(322), 기판부(40), 인쇄회로기판(410), 오목부(420), 어댑터 연결핀(430) 및 제1메인센서(441)는 도 1 및 도 2에 도시된 기어부(30), 메인기어(31), 메인기어 홀(310), 메인기어 외주면(311), 메인기어 톱니(312), 메인기어 마그넷(313), 서브기어(32), 서브기어 톱니(321), 서브기어 마그넷(322), 기판부(40), 인쇄회로기판(410), 오목부(420), 어댑터 연결핀(430) 및 제1메인센서(441)와 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서, 동일한 구성에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 제1메인센서(441)는 인쇄회로기판(410)의 일면(예: +Z축 방향 면)에 배치될 수 있으며, 제2메인센서(442) 및/또는 서브센서(443)는 인쇄회로기판(410)의 타면(예: -Z축 방향 면)에 배치될 수 있다. 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)는 메인기어 마그넷(313) 및/또는 서브기어 마그넷(322)의 자력을 감지하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1메인센서(441)는 메인기어 마그넷(313)의 자력을 감지하도록 구성될 수 있으며, 제2메인센서(442)는 메인기어 마그넷(313)의 자력을 감지하도록 구성될 수 있고, 서브센서(443)는 서브기어 마그넷(322)의 자력을 감지하도록 구성될 수 있다. 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)에서 감지된 메인기어 마그넷(313)의 자력 및/또는 서브기어 마그넷(322)의 자력은 전자적 신호로 변환되어 어댑터 연결핀(430)을 통해 센서 조립체(1)의 외부로 전송될 수 있다. 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)는 자력의 세기 및 방향을 감지하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및 서브센서(443)는 자력의 세기를 감지하는 홀(Hall) 센서 또는 엔코더(encoder)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메인기어 마그넷(313)은 메인기어(31)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 메인기어 마그넷(313)의 형상은 원형일 수 있다. 메인기어 마그넷(313)은 제1극(3131) 및 제2극(3132)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1극(3131) 및 제2극(3132)은 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1극(3131) 및 제2극(3132)은 번갈아가면서 배치되어 메인기어(31)의 적어도 일부를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 제1극(3131)은 N극으로 구성되고 제2극(3132)은 S극으로 구성될 수 있다. 또는, 제1극(3131)은 S극으로 구성되고 제2극(3132)은 N극으로 구성될 수 있다. 제1메인센서(441) 및/또는 제2메인센서(442)는 메인기어 마그넷(313)의 자력의 세기 또는 방향의 변화를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1메인센서(441) 및/또는 제2메인센서(442)는 엔코더(encoder)로 구성되어, 메인기어 마그넷(313)의 회전에 따라 자력의 세기를 감지하거나, 자력 방향의 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 제1메인센서(441)는 메인기어 마그넷(313)의 자력의 세기 또는 방향의 변화를 독립적으로 탐지하는 센싱부(미도시)를 2개 이상 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1메인센서(441)는 제1-1센싱부 및 제1-2센싱부를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1메인센서(441)의 복수 개의 센싱부(미도시)는 독립적으로 탐지하도록 구성되어, 하나의 센싱부의 기능에 이상이 생기더라도, 독립적인 다른 하나의 센싱부의 기능은 정상적으로 작동할 수 있다. 제2메인센서(441)는 메인기어 마그넷(313)의 자력의 세기 또는 방향의 변화를 독립적으로 탐지하는 센싱부(미도시)를 2개 이상 포함할 수 있다. 제2메인센서(442)는 제2-1센싱부 및 제2-2센싱부를 포함하도록 구성될 수 있다. 제2메인센서(442)의 복수 개의 센싱부(미도시)는 독립적으로 탐지하도록 구성되어, 하나의 센싱부의 기능에 이상이 생기더라도, 독립적인 다른 하나의 센싱부의 기능은 정상적으로 작동할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 서브기어 마그넷(322)은 서브기어(32)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 서브기어 마그넷(322)은 인쇄회로기판(410)을 향하는 서브기어(32)의 일 면에 배치될 수 있다. 서브기어 마그넷(322)의 N극은 일측을 향해 배치되고, S극은 일측과 반대방향인 타측을 향해 배치되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 서브기어 마그넷(322)은 서브기어 마그넷(322)의 자력방향이 서브기어(32)의 회전축에 수직하도록 서브기어(32)에 배치될 수 있다. 서브기어 마그넷(322)은 서브기어(32)의 회전에 따라, 소정의 위치에서 감지되는 서브기어 마그넷(322)에 의한 자력의 방향 및/또는 세기는 달라질 수 있다. 서브센서(443)는 서브기어 마그넷(322)의 자력변화를 감지할 수 있다. 서브센서(443)는 서브기어 마그넷(322)의 자력의 세기 또는 방향의 변화를 독립적으로 탐지하는 센싱부(미도시)를 2개 이상 포함할 수 있다. 서브센서(443)는 제1서브센싱부(미도시) 및 제2서브센싱부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다. 서브센서(443)의 복수 개의 센싱부(미도시)는 독립적으로 탐지하도록 구성되어, 하나의 센싱부의 기능에 이상이 생기더라도, 독립적인 다른 하나의 센싱부의 기능은 정상적으로 작동할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및/또는 서브센서(443)에 의해 감지된 자력은 전자적 신호로 변환될 수 있으며, 전자적 신호는 프로세서(미도시)로 전송될 수 있다. 프로세서(미도시)는 전자적 신호를 연산하여 스티어링 회전축(미도시)의 조향 각도를 판단하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 프로세서(미도시)가 메인기어(31)에 배치된 메인기어 마그넷(313) 및 서브기어(32)에 배치된 서브기어 마그넷(322)의 자력을 감지하여 메인기어 및/또는 스티어링 회전축(미도시)의 회전각을 연산함에 따라, 센서 조립체(1)의 부피가 줄어들 수 있고, 센서 조립체(1)에 수용되는 부품의 수가 감소할 수 있다. 이에 따라, 센서 조립체(1)가 배치되는 차량의 공간 활용도가 향상될 수 있으며, 센서 조립체(1)를 제조하는데 필요한 비용을 절감할 수 있다.
또한, 제1메인센서(441), 제2메인센서(442), 및/또는 서브센서(443)는 복수 개의 센싱부를 포함하도록 구성됨에 따라, 하나의 센싱부가 정상적으로 기능하지 못하더라도, 다른 센싱부가 정상적으로 작동할 수 있으므로, 프로세서(미도시)는 메인기어(31)의 조향각을 정확하게 판단할 수 있다. 이에 따라, 조향각 관련된 안전성이 보장될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 센서 조립체에 대한 제어방법을 도시한 순서도이다.
다양한 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 센서 조립체(1)는 프로세서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(미도시)는 제1메인센서(441) 및/또는 제2메인센서(442)로부터 신호를 수신하고, 서브센서(443)로부터 신호를 수신하는 신호 수신 공정을 수행하도록 구성될 수 있다(도 4의 S401). 일 실시예에 따르면, 프로세서(미도시)는 제1메인센서(441)의 제1-1센싱부(미도시) 및/또는 제1-2센싱부(미도시)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(미도시)는 제2메인센서(442)의 제2-1센싱부(미도시) 및/또는 제2-2센싱부(미도시)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(미도시)는 서브센서(443)의 제1서브센싱부(미도시) 및/또는 제2서브센싱부(미도시)로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(미도시)는 수신된 신호를 통해 메인기어(31)의 회전각을 연산하는 신호 연산 공정을 수행하도록 구성될 수 있다(도 4의 S402).
이상, 본 문서의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 문서의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
1: 센서 조립체
10: 제1하우징
11: 제1하우징 홀
20: 제2하우징
21: 어댑터
22: 제2하우징 홀
30: 기어부
31: 메인기어
310: 메인기어 홀
311: 메인기어 외주면
312: 메인기어 톱니
313: 메인기어 마그넷
3131: 제1극
3132: 제2극
32: 서브기어
321: 서브기어 톱니
322: 서브기어 마그넷
323: 서브기어 외주면
40: 기판부
410: 인쇄회로기판
420: 오목부
430: 어댑터 연결핀
441: 제1메인센서
442: 제2메인센서
443: 서브센서

Claims (13)

  1. 제1하우징 홀이 형성된 제1하우징;
    상기 제1하우징과 결합되고, 제2하우징 홀 및 어댑터가 형성된 제2하우징;
    상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되고, 메인기어 및 상기 메인기어의 회전에 따라 회전하는 서브기어를 포함하는 기어부;
    상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되어 인쇄회로기판을 포함하도록 구성된 기판부;
    상기 메인기어의 적어도 일부에 교호적으로 배치된 제1극 및 제2극을 포함하는 메인기어 마그넷;
    상기 서브기어의 적어도 일부에 배치된 서브기어 마그넷;
    상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제1메인센서; 및
    상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 서브기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 서브센서;를 포함하는 센서 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1메인센서는 상기 인쇄회로기판 일 면에 배치되고,
    상기 서브센서는 상기 인쇄회로기판의 타 면에 배치되도록 구성된 센서 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1메인센서와 상기 서브센서는 상기 인쇄회로기판의 동일한 면에 배치되도록 구성된 센서 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1메인센서는 제1-1센싱부 및 제1-2센싱부를 포함하고,
    상기 서브센서는 제1서브센싱부 및 제2서브센싱부를 포함하도록 구성된 센서 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에 연결된 어댑터 연결핀을 더 포함하고,
    상기 어댑터 연결핀은 상기 어댑터에 수용되도록 배치된 센서 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서브기어 마그넷의 자력방향은 상기 서브기어의 회전축에 수직하도록 배치된 센서 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인기어는 메인기어 톱니를 포함하고,
    상기 서브기어는 상기 메인기어 톱니에 맞물리는 서브기어 톱니를 포함하고,
    상기 메인기어 톱니의 개수는 상기 서브기어 톱니의 개수와 다르게 구성된 센서 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인기어 톱니의 개수는 상기 서브기어 톱니의 개수보다 많도록 구성된 센서 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제2메인센서를 더 포함하고,
    상기 제1메인센서와 상기 제2메인센서는 상기 인쇄회로기판의 서로 다른 면에 배치되도록 구성되고,
    상기 제2메인센서는 제2-1센싱부 및 제2-2센싱부를 포함하도록 구성된 센서 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제1메인센서 및 상기 서브센서로부터 신호를 수신하여, 상기 메인기어의 회전각을 연산하도록 구성된 센서 조립체.
  11. 제1하우징 홀이 형성된 제1하우징, 상기 제1하우징과 결합되고, 제2하우징 홀 및 어댑터가 형성된 제2하우징, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되고, 메인기어 및 상기 메인기어의 회전에 따라 회전하는 서브기어를 포함하는 기어부, 상기 제1하우징 및 상기 제2하우징 사이에 배치되어 인쇄회로기판을 포함하도록 구성된 기판부, 상기 메인기어의 적어도 일부에 교호적으로 배치된 제1극 및 제2극을 포함하는 메인기어 마그넷, 상기 서브기어의 적어도 일부에 배치된 서브기어 마그넷, 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 메인기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 제1메인센서, 및 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 배치되어, 상기 서브기어 마그넷의 자력을 감지하도록 구성된 서브센서를 포함하는 센서 조립체 및 상기 제1메인센서 및 상기 서브센서로부터 신호를 수신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 제1메인센서로부터 신호를 수신하고 상기 서브센서로부터 신호를 수신하는 신호 수신 공정; 및
    상기 제1메인센서로부터 수신된 신호 및 상기 서브센서로부터 수신된 신호를 연산하여 상기 메인기어의 회전각을 연산하는 신호 연산 공정;을 포함하는 센서 조립체를 제어하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1메인센서는 제1-1센싱부 및 제1-2센싱부를 포함하고,
    상기 서브센서는 제1서브센싱부 및 제2서브센싱부를 포함하고,
    상기 신호 수신 공정은, 상기 제1-1센싱부 또는 상기 제1-2센싱부로부터 신호를 수신하는 동작 및 상기 제1서브센싱부 또는 상기 제2서브센싱부로부터 신호를 수신하는 동작을 더 포함하도록 구성된 센서 조립체를 제어하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 센서 조립체는 제2메인센서를 더 포함하도록 구성되고,
    상기 신호 수신 공정은, 상기 제2메인센서로부터 신호를 수신하는 동작을 더 포함하고,
    상기 신호 연산 공정은, 제2메인센서로부터 수신된 신호를 포함하여 상기 메인기어의 회전각을 연산하는 동작을 더 포함하도록 구성된 센서 조립체를 제어하는 방법.
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